凹凸棒黏土固载AlCl_3的制备、表征及其催化水杨酸乙酰化活性.pdf

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1、第28卷第7期应用化学V01．28Iss．72011年7月CHINESEJOURNALOFAPPLIEDCHEMISTRYJuly2011凹凸棒黏土固载AICI3的制备、表征及其催化水杨酸乙酰化活性吴洁蒋金龙。薛银飞(“江苏省凹土资源利用重点实验室，淮阴工学院生命科学与化学工程学院淮安223003；淮安市科技局淮安)摘要以凹凸棒黏土(ATP)为载体，采用回流吸附法制备了A】cl负载型固体酸催化剂A1CI／ATP，并将其用于催化阿司匹林合成反应。利用红外光谱、x射线粉末衍射、比表面(BET)、能谱(ED

2、S)和Hammett指示剂等测试技术对催化剂结构、组成和酸强度进行了表征。以催化合成阿司林收率为考察指标，对影响其催化性能的凹土酸处理浓度、热活化温度、催化剂用量和A1C1负载量进行优化，并比较了载体和负载前后催化剂的催化性能。结果表明，ATP经10moL盐酸室温酸化12h，300oC热活化2h后对A1C1的负载量达1．18mmo~g，当A1CI／ATP用量为水杨酸质量的5％时，其催化阿司匹林合成反应收率达92．5％，高于未负载的AIC1，催化剂及载体本身，且该催化剂重复使用多次仍可保持相当的活性。关

3、键词凹凸棒黏土，负载，A1C1，阿司匹林，催化性能中图分类号：0643．3文献标识码：A文章编号：1000-0518(2011)07-0791-07DOI：10．3724／SP．J．1095．2011．00545阿司匹林(Aspirin)又名乙酰水杨酸，不但是解热镇痛药，而且对防治心血管疾病和结肠癌也有很好疗效，市场需求量13益增加。阿司匹林的传统生产工艺是以水杨酸和醋酐为原料，以浓硫酸为催化剂，经酰化反应制得。该工艺存在产品收率低和设备腐蚀严重等缺点。近年来，负载型固体酸催化剂因载体和活性组分可产生

4、协同催化作用，并且可再生循环使用而正引起关注。黏土矿物材料由于其具有较大的比表面积及良好的离子交换性能和热稳定性，作为载体材料已广泛应用于催化剂领域。陈志勇等以酸化膨润土代替浓硫酸，王红斌等以膨润土负载ZnC1、CuC1固体酸催化剂，用于对阿司匹林合成反应均有较好的催化活性。与膨润土的层状结构不同，凹凸棒黏土(Attapulgite，简称凹土，ATP)是一种具有一维纳米棒晶结构的天然硅酸盐黏土，●Si分子式为Mg。074AI，．蛳(sio。)。(HO)m，其基本oMg·A1结构单元为两层硅氧四面体夹一

5、层镁氧八面体组成的单元层，在每个2：1层中，四面体片角顶隔一定距0O离方向颠倒而形成层链状结构，在四面体条带问形成与C轴方向平行的孔道，孔道内充填有沸石水J。囝OH图1为凹土的结构示意图j。同其它粘土矿物相国OH比，凹土具有较大的比表面积，吸附性较强，是催化剂的良好载体。以凹土为载体，王芳等制备了负图1凹土的结构示意图载铂的催化剂，并用于催化对氯硝基苯的液相加氢Fig．1Structureoftheattapulgite反应；李贵贤等研究了凹土负载型磷钨酸催化剂，用于催化合成乙酸正丁酯；Gao等用凹土

6、负载的五氧化二钒催化苯羟基化合成苯酚。结果显示这些负载型催化剂均具有较高的催化活性和选择性。2010．11-25收稿，2010—12-28修回江苏省科技厅工业支撑计划资助项目(BE2009098)通讯联系人：吴洁，副教授；Tel：0517．83559056；Fax：0517．83591190；E—mail：wujie1760@126．corn；研究方向：药物化学与复合材料应用化学第28卷本文以凹土为载体，经酸化和热活化后得到酸化凹土(H／ATP)，用回流吸附法制备了负载型固体酸催化剂(A1CI，／AT

7、P)，研究了酸处理和热处理条件对催化剂比表面积、负载量及其催化阿司匹林合成收率的影响，比较了载体自身和A1C1，固载前后对该反应的催化性能。结果表明，A1C1，／ATP的催化活性优于未固载的A1C1，和酸化凹土载体，且催化性能稳定，可实现催化剂的再生利用。1实验部分1．1仪器和试剂AvatarFT．IR360型红外光谱仪(美国Nicolet公司)，KBr压片；SA3100PLUS型比表面孔径测定仪(美国BeckmanCoulter公司)；SCINTXTRA型x射线衍射仪(瑞士ARL公司)；EMAXEX

8、-250型能谱仪(日本崛场株式会社)；YRT-3型熔点测定仪(天津天大天发科技有限公司)。纯化凹土，盱眙玖川黏土科技发展有限公司生产，主要化学成分(质量分数)为：MgO23．03％，AI2O33．52％，SiO257．64％，Fe2O32．84％，K2O2．31％；所用试剂均为分析纯。1．2凹土预处理及催化剂的制备和表征按固液比(m(凹土)：(盐酸溶液))1：10的比例将纯凹土浸没于一定浓度的盐酸溶液中，室温磁力搅拌12h，抽滤，去离子水洗至中性，105